I. Caractéristiques de performance de base
1. Propriétés d’adsorption et de gonflement
Les espaces intercalaires de la bentonite contiennent un grand nombre de cations échangeables (tels que Na⁺ et Ca²⁺). Au contact des molécules d’eau, l’espacement entre les couches cristallines se dilate rapidement (gonflant jusqu’à 10 à 30 fois son volume d’origine), formant une solution colloïdale très visqueuse. Cette caractéristique lui permet de transporter efficacement les déblais rocheux et de stabiliser les puits de forage au sein des fluides de forage, tout en réduisant le coefficient de perméabilité à l'ordre de 10⁻⁹ cm/s.
2. Thixotropie et rhéologie
Sous l'influence des forces de cisaillement, la structure colloïdale se décompose, entraînant une diminution de la viscosité ; cependant, la viscosité se rétablit rapidement une fois que le matériau est laissé au repos. Les paramètres clés - tels que la viscosité du plastique (généralement 6 à 15 mPa·s) - peuvent être modulés en ajustant le niveau de pH (dans la plage de 8 à 11) pour obtenir un équilibre optimal entre les propriétés de nivellement et de suspension dans les revêtements de fonderie.
3. Stabilité chimique
Il démontre une bonne tolérance aux environnements acides (pH > 4) et sert de stabilisant de solution dans la production d'alumine, limitant efficacement les fluctuations de viscosité dans une marge de ±5 %.
II. Scénarios d'application industrielle
1. Industrie métallurgique
En tant que liant pour les pellets de minerai de fer, il augmente la résistance à la compression des pellets verts à plus de 15 N par pellet, tout en assurant une résistance aux chutes (d'une hauteur de 1 mètre) de plus de 5 gouttes.
Dans l'industrie de la fonderie, il est utilisé comme liant pour le sable de moulage ; cette application permet de contrôler la perméabilité du sable de moulage dans la plage de 120 à 180 (valeur Almen), ce qui entraîne une rugosité de surface de coulée (Ra) allant jusqu'à 6,3 μm.
2. Exploration pétrolière
Lorsqu'elle est utilisée dans les fluides de forage, la bentonite aide à réduire le volume de perte de fluide API jusqu'à 5 ml/30 min et maintient l'épaisseur du gâteau de boue à moins de 1,5 mm.
Dans les opérations de cimentation, il permet la formulation de coulis de ciment avec une plage de densité réglable de 1,5 à 2,2 g/cm³, garantissant que le temps d'épaississement est conforme aux normes API 10A.
3. Génie de l'environnement
Dans les applications de traitement des eaux usées, il présente une capacité d'adsorption pour les ions de métaux lourds (tels que Pb²⁺ et Cd²⁺) allant de 80 à 120 mg/g, avec une plage de pH efficace de 6 à 9. L'épaisseur des revêtements imperméables aux décharges peut être comprimée à 1,5 mm, avec un coefficient de perméabilité de<10⁻¹² cm/s-exceeding national standard requirements.
4. Secteur des produits chimiques quotidiens
Cosmetic-grade bentonite features a specific surface area of >300 m²/g ; Lorsqu'il est incorporé dans des masques faciaux, il peut adsorber des huiles équivalentes à 2 à 3 fois son propre poids.
Les additifs détergents peuvent réduire le temps de sédimentation des matières en suspension à 15 minutes.
